机械设计基础填空题(附答案)

1《机械设计基础》原理部分填空第一章自由度1、两构件直接接触并能产生一定相对运动的联接称为运动副，按照其接触特性，又可将它分为低副和高副。两构件通过面接触组成的运动副称为低副；平面机构中又可将其分为回转副和移动副。两构件通过点或直线接触组成的运动副称为高副。2平面机构具有确定运动的条件是自由度等于原动件个数，且自由度0。第二章四杆机构1、铰链四杆机构中的固定件称为机架，与其用回转副直接相连接的构件称为连架杆，不与固定件相连接的构件称为连杆。按照连架杆是曲柄还是摇杆，可将铰链四杆机构分为三种基本型式曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构。2、平面机构中，压力角越小，则传动角越大，机构的传动性能越好。导杆机构的传动角是900，压力角是00，其传力性能很好。曲柄摇杆机构中，当摇杆为主动件时，在曲柄和连杆共线时，会出现死点现象。在平面四杆机构中，极位夹角越大，则行程速比系数就越大，急回性能也越明显；若极位夹角为零，则其行程速比系数等于1，就意味着该机构的急回性能没有。在连杆机构设计中，习惯上用传动角来判断传力性能。在出现死点时，传动角等于00，压力角等于900。在机构设计中，若要提高传动效率，须增大传动角。3、作出三种含单个移动副的基本平面四杆机构的运动简图，并说明各种机构的名称。第三章凸轮机构1、凸轮机构按凸轮形状可分为盘形凸轮机构、移动凸轮机构和园柱凸轮机构。按从动件的型式可分为滚子从动件、尖顶从动件和平底从动件三种。在图解法设计滚子从动件凸轮中，把滚子中心的轨迹称为凸轮理论轮廓；为使凸轮型线在任何位置既不变尖，更不相交，就要求滚子半径必须小于理论轮廓外凸部分的最小曲率半径。2、凸轮机构中，从动件采用等加速等减速运动规律时，将引起柔性冲击，采用等速运动规律时，会引起刚性冲击。选择凸轮基园半径时，要保证其压力角的要求，其它条件不变的情况下，结构越紧凑，基圆的半径越小，压力角就越大，机械效率越低。凸轮机构的压力角随基园半径的减小而增大，为减小推力和避免自锁，压力角应越小越好。3、简答题：试作出凸轮机构中从动件的加速度线图，并比较几种常用运动规律的特点。4、试简述凸轮机构的优缺点。第四章1、一对直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为m1=m2=m和α1=α2=α，连续传动的条件为重合度≥1。标准斜齿轮正确啮合的条件为法向模数相等、法向螺旋角相等和螺旋角大小相等，方向相反（mn1=mn2=m、αn1=αn2=α和β1=-β2）；一对锥齿轮的正确啮合条件是R1=R2，m1大=m2大=m和α1=α2=α。齿轮的加工方法按其切齿原理可分为仿形法和范成法两种。2、斜齿轮的端面压力角大于法向压力角，其法向参数（法向模数和压力角）作为标准值；其发生根切的最少齿数小于直齿轮。齿条的基园半径为+∞。（四）一个正常齿制标准渐开线斜齿轮发生根切现象时的最少齿数至少小于17；斜齿轮与直齿轮相比，它有许多优点，但其最大的缺点是产生轴向力。3、一标准渐开线圆柱齿轮的齿数为14，此时该齿轮已产生根切现象，为克服这一现象可采用正变位方法加工，刀具可采用正移距，这样制得的齿轮称为变位齿轮。与正常标准齿轮相比较，它的分度园齿厚增大，发生根切的最少齿数变小。4、渐开线齿廓上各点的压力角是变化的，国家标准规定分度圆上齿廓的压力角为标准值且等于200，而齿顶园上的压力角大于分度园上的压力角（大于200），齿条的齿顶线上的压力角等于分度线上的压力2角。标准渐开线直齿轮齿顶圆上的齿距等于分度园上的齿距。在渐开线齿轮啮合过程中，其齿廓间的压力方向不变；一对渐开线齿轮制成后，若安装时两轮的中心距稍有偏差，与标准中心距相比，其角速度不变，啮合角变大。5、一对外啮合的标准直齿圆柱齿轮，它们基园的外公切线，既是啮合线，又是接触齿廓的公法线。渐开线齿廓的形状取决于基园的大小，基园半径越大，则齿廓的曲率半径越大，基圆半径无穷大时，齿廓曲线为直线，称之为齿条。与直齿圆柱齿轮相比较，斜齿圆柱齿轮的重合度大，发生根切的最小齿数少。对斜齿圆柱齿轮，其当量齿数大于实际齿数，端面分度园上的压力角大于200。斜齿轮分端面和法向，在分析轮齿强度问题时，应从法向来分析；在计算几何尺寸时，须按端面参数进行。锥齿轮的标准模数选在大端。6、简述斜齿轮圆柱齿轮传动的优缺点。第六章常用间歇机构名称第七章调节速度波动1、驱动力所做的功小于阻力所做的功时，出现亏功，反之出现盈功，两者都会导致机械动能的变化，从而引起机械速度的波动。机械速度波动产生的根本原因是机械动能的变化；机械速度波动可分为周期性速度波动和非周期性速度波动;它们的调节方法为加装飞轮和加装调速器。2、周期性速度波动中，加装的飞轮转动惯量越大，则不均匀系数就越小；为减小飞轮转动惯量宜将飞轮安装在高速轴上，而从刚性方面考虑，应将飞轮装在主轴轴上。过分追求机械运转的均匀性，将使飞轮的质量增大。第八章平衡1、根据轴向宽度与直径比值（宽径比）的大小不同，刚性转子的平衡分为动平衡和静平衡，其目的是消除离心力的作用。轴向尺寸较大的刚性回转件，其质量分布不能近似认为在同一回转面内，故须进行动平衡，而轴向尺寸较小的刚性回转件仅需进行静平衡，两者的差别在于静平衡只需平衡离心力；动平衡除此之外，还需平衡离心力矩。静平衡的目的是使其离心力之和为零即回转件的质心与回转件的轴线重合。动平衡的目的是离心力之和为零和离心力矩之和为零。2、刚性回转件的平衡中，根据质量分布是否在同一回转面内，应进行静平衡或动平衡，两者的关系是经过动平衡的回转件一定是静平衡，反之不然。《机械设计基础》填空部分复习题二、机械零件部分填空题复习第九章1、机械零件由于某种原因，不能正常工作时，称为失效。机械零件在不发生失效的条件下，零件能安全工作的限度，称为工作能力。2、若两个零件在受载前是点接触或线接触，受载后接触变形处为一小面积，在这小面积上产生的局部应力称为接触应力，如齿轮等零件工作时就有这种应力作用。对高副接触的零件，在外载荷作用下，接触处将产生接触应力，从而将引起零件的疲劳点蚀破坏。两零件高副接触时，其最大接触应力取决于材料弹性模量，接触点，线处的曲率半径及单位接触宽度上的载荷。两零件高副接触时，其接触应力随接触点，线处的曲率半径增大而减小；随材料的弹性模量减小而减小；随单位接触宽度载荷的增大而增大。提高零件的表面硬度，增大接触表面的综合曲率半径，可以提高零件的接触疲劳强度。3、材料发生疲劳破坏时的应力循环次数N必小于该材料的循环基数N0；由于应力集中，截面尺寸和表面状态等因素的影响，零件的疲劳极限必小于其材料的疲劳极限。4、随时间变化的应力称为变应力，具有周期性变化的变应力称为循环变应力。按照随时间变化的情况，应力可分为静应力和变应力。变应力可归纳为对称循环变应力、非对称循环变应力和脉动循环变应力三3种基本类型。变应力的五个基本参数是σmax、σmin、σm、σa、r。应力循环中的最小应力与最大应力之比，可用来表示变应力中应力变化的情况，通常称为变应力的循环特性r。当r=+1表示为静应力，r=0表示为脉动应力，它的σmin=0，σm=σa=σmax/2；当r=-1表示为对称应力，它的σmax=σa；σm=0；非对称循环变应力的r变化范围为-1~0和0~+1之间。5、在变应力中，表示应力与应力循环次数之间的关系曲线称为材料的疲劳曲线。在变应力作用下，零件的主要失效形式是疲劳破坏。在静应力下，塑性材料的零件按不发生塑性变形条件进行强度计算，故应取材料的屈服极限作为极限应力；而脆性材料的零件按不发生断裂的条件进行计算，故应取材料的强度极限作为极限应力。变应力下，零件的许用极限应力与零件材料的疲劳极限有关，同时还应考虑应力集中系数、尺寸__系数和表面状态系数。6、一非对称循环变应力，其σmax=100N/mm2，σmin=-50N/mm2，计算其应力幅σa=75N/mm2，平均应力σm=__25_N/mm2，循环特性r=-0.5。7、机械磨损的主要类型有磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损与腐蚀磨损。运动副中，摩擦表面物质不断损失的现象称为磨损，在预定使用期限内，零件的磨损量不超过允许值就认为是正常磨损。8、安全系数可用部分安全系数来确定S=S1•S2•S3其中S1是考虑载荷及应力计算的准确性；S2是考虑机械性能的均匀性；S3是考虑零件的重要性。第十章联接1、联接有可拆和不可拆两种，可拆联接有螺纹联接、键联接和销联接等。不可拆联接有焊接、铆接等。2、螺纹按照螺纹线的数目，可分为单线螺纹和多线螺纹，其中单线螺纹常用于联接。螺纹按其平面图形的形状，可分为三角形、梯形和锯形等等。按其螺旋的旋向，可分为左旋和右旋。常用的旋向是右旋。螺纹联接的基本类型有螺栓联接，双头螺柱联接，螺钉联接以及紧定螺钉联接等四种。当被联接件之一厚度较大，并需经常拆卸时，可采用螺栓联接；而不需经常拆卸的可采用双头螺柱联接。3、螺纹的升角随线数减小而减小，随中径增加而减小。当升角λ〈当量摩擦角ρˊ时，将发生自锁现象。螺旋副的自锁条件为λ≤ρ’，矩形螺纹牙形斜角β为0°，不易自锁，故传动性能好，常用作传动螺纹；普通三角螺纹常用右旋，公称直径为大径，牙型角α=60°，故自锁性能好，常用作联接使用。螺纹联接中，梯形螺纹和锯齿螺纹主要用于传动，其中锯齿形螺纹只适用于承受单向轴向载荷。4、普通螺纹的公称直径是螺纹的大径，计算时其危险截面直径为小径；管螺纹的公称直径上管子的公称直径，其螺纹的牙型通常为三角型。圆锥管螺纹的优点是紧密性比圆柱管螺纹高。与粗牙螺纹相比，在公称直径相同时，三角形细牙螺纹的螺距小，小径大，升角小；故它的自锁性能好，强度高。5、在螺栓联接中，在装配时一般都需在拧紧时加上预紧力，其作用是提高螺纹联接的可靠性，联接的强度，联接的密封性。在重要的螺纹联接中，拧紧力矩的测定较方便的方法是使用测力矩扳手，较精确的方法是测量拧紧时螺栓的伸长变形量。6、螺栓联接中，普通螺栓联接通过在联接上加预紧力，从而在接合面上产生摩擦力来承受外加横向载荷的，普通螺栓联接所能产生的摩擦力大小主要取决于预紧力、接合面上摩擦系数及接合面数。依靠摩擦力来承受外加横向载荷的紧螺栓联接的缺点是在冲击振动下易松动和螺栓直径较大等。为避免上述缺点，常用的措施是通过减载键、减载套筒或销承受横向工作载荷，而螺栓仅起联接作用。采用铰制孔用螺栓时，其特点是螺栓杆与孔壁之间没有间隙，而是通过两者之间的配合来进行联接，在工作时，它通过螺栓光杆部分受剪切，螺栓杆与孔壁间受挤压来承受外加横向载荷。7、螺杆传动的功率损耗主要有：啮合功率损耗、轴承摩擦损耗、油阻损耗等。螺纹的防松方法按原理可分为摩擦力防松、专用元件防松和铆冲粘合防松等。8、螺栓的主要失效形式有：螺栓杆拉断、螺纹压潰、剪断及经常拆装时滑扣。在受有轴向变载荷的紧螺栓联接中，通过减小螺栓的刚度或增加被联接件的刚度，来提高螺栓的疲劳强度，但由此会使联接中的残余预紧力减小，从而降低联接的紧密性；为了减小螺栓刚度，可减小螺栓光杆部分4的直径，或采用空心螺栓，也可以增加螺栓长度。8、键主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定以传递握矩。键可分为平键、半圆键、楔键、切向键等。当需要采用双键联接时，两个普通平键应相隔180°度布置，强度校核按1.5个键校核，两个切向键应相隔120°~130°度。9、平键的剖面尺寸应根据轴径选定，键长则根据轮毂长度确定。平键联接的主要失效形式是工作面的压溃和磨损。平键的工作面为两侧面，常用的平键有普通平键和导向平键。普通平键主要用于静联接，其主要失效形式是挤压破坏，故应进行挤压强度计算。导向平键主要用于动联接，其主要失效形式是磨损，故应进行耐磨性计算。10、楔键可分为普通楔键和钩头楔键两种，工作面为两侧面，工作时靠摩擦力传递转矩，并能承受单方向的轴向力。11、花键联接根据其齿形不同，可分为矩形、三角形和渐开线三种。花键联接与平键联接相比，具有承载能力高，对轴强度削弱小和对中定心好等优点。12、销分为圆柱销和圆锥销。需多次装拆或用于定位时，常用圆锥销。第十一章齿轮传动1、按照工作条件，齿轮传动可分为开式传动和闭式传动两种。重要的